摘要：
904L不銹鋼，統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)N08904，是一種為抵抗硫酸腐蝕而開發(fā)的高鉬、高鉻、高鎳的超級(jí)奧氏體不銹鋼。憑借其卓越的耐腐蝕性能、優(yōu)良的機(jī)械與物理特性，它在嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境中占據(jù)了不可替代的地位。本文將從其各項(xiàng)性能、收錄標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用領(lǐng)域等方面進(jìn)行介紹。
一、材料介紹
904L (UNS N08904) 是一種低碳、高合金的奧氏體不銹鋼。其核心設(shè)計(jì)理念是通過提高合金含量來獲得較304、316標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼更好的耐腐蝕能力。其最顯著的特點(diǎn)是低碳含量（≤0.020%）和高的鉬（4.0-5.0%）、鉻（19.0-23.0%）、鎳（23.0-28.0%）含量，并添加了銅（1.0-2.0%）。這種成分組合使其對(duì)硫酸、磷酸以及鹵化物應(yīng)力腐蝕開裂具有出色的抵抗力。
二、化學(xué)成分
化學(xué)成分對(duì)鋼的金相組織、機(jī)械性能、物理性能和耐蝕性能的影響很大。
化學(xué)元素成分含量（%） | ||||||||||
成分 | C | Si | Mn | p | S | Cr | Ni | Cu | Mo | N |
最小值 | / | / | / | / | / | 19 | 23 | 1 | 4 | / |
最大值 | 0.02 | 1 | 2 | 0.045 | 0.035 | 23 | 28 | 2 | 5 | 0.1 |
C：低碳含量極大降低了碳化物在晶界析出的風(fēng)險(xiǎn)，避免了晶間腐蝕。
Cr：形成鈍化膜，提供基本的耐氧化性介質(zhì)腐蝕能力。
Ni：奧氏體形成元素，穩(wěn)定奧氏體相，提高耐還原性介質(zhì)和應(yīng)力腐蝕開裂性能。
Mo：顯著增強(qiáng)耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕能力，特別是在含氯離子環(huán)境中。
Cu：提高不銹鋼在還原性酸中的耐蝕性能，如在某些硫酸和磷酸的混合溶液。是用于這些環(huán)境中的高性能奧氏體不銹鋼中專用添加合金元素。
Mn：奧氏體形成元素，改善熱加工性。
Si：提高抗氧化性。
N：可提高強(qiáng)度和耐點(diǎn)蝕性。
三、機(jī)械性能
與300系標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼如304等相比，高性能奧氏體不銹鋼904L具有更高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。這很大程度是由于 C 和 N 的固溶強(qiáng)化作用所致。還跟Mo、Ni和Cr等置換型元素合金化程度高有直接關(guān)系。另外需注意的是，奧氏體不銹鋼不能通過熱處理進(jìn)行硬化，或提高強(qiáng)度。可通過冷加工工藝來大幅提高它的強(qiáng)度。
抗拉強(qiáng)度σb, Mpa | 屈服點(diǎn)σs, Mpa | 斷后伸長率或延伸率δ, % | 硬度, HRBW |
≥490 | ≥220 | ≥35 | ≤90 |
四、物理性能
奧氏體不銹鋼的物理性能基本相同，與碳鋼相比，其楊氏彈性模量略低，熱膨脹系數(shù)較高，導(dǎo)熱性較差。
密度 | 熔點(diǎn)范圍 | 彈性模量 | 比熱容 | 電阻率 | 熱導(dǎo)率 | 膨脹系數(shù) |
lb/in3 | °F | 103 ksi | Btu/lb·°F （32~212°F） | μΩ·in 68°F | Btu·in/ft2·h·°F | 10?? in/in·°F （68~212°F） |
g/cm3 | °C | GPa | J/kg·°C （0~100°C） | μΩ·cm 20°C | W/m·°C | 10??μm/m·°C （20~100°C） |
0.287 | 2372~2534 | 28 | 0.11 | 33.5 | 85 | 8.5 |
7.95 | 1300~1390 | 190 | 450 | 95.2 | 12.3 | 15.3 |
磁導(dǎo)率 | ＜1.02 | |||||
注：僅供參考。 | ||||||
五、耐蝕性能
標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼的耐蝕性能可以滿足很多環(huán)境的需求，但高性能奧氏體不銹鋼的耐蝕性是所有不銹鋼中最強(qiáng)的，其在均勻腐蝕、點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕，以及應(yīng)力腐蝕開裂，均有表現(xiàn)出色。以下圖片是904L在不同濃度沸點(diǎn)酸液和堿液中的耐蝕數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可作為在還原性酸液和堿液環(huán)境中904L選用的參考依據(jù)。
沸點(diǎn)液 | 腐蝕速率 | |
mpy | mm/a | |
20%醋酸 | 0.6 | 0.02 |
45%甲酸 | 7.7 | 0.2 |
1%鹽酸 | 21.6 | 0.55 |
10%草酸 | 27.1 | 0.69 |
20%磷酸 | 0.5 | 0.01 |
10%硫酸氫鈉 | 8.9 | 0.23 |
50%氫氧化鈉 | 0.96 | 0.24 |
10%氨基磺酸 | 9.1 | 0.23 |
10%硫酸 | 101 | 2.57 |
注：mpy-密耳/年，1密耳=0.001英寸；mma-毫米/年 注2：僅供參考 | ||
局部腐蝕：904L高鉬鉻含量使其擁有高的耐點(diǎn)蝕當(dāng)量值，計(jì)算公式為 PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N，其PREN值33～35，因此對(duì)氯化物引起的點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕有很強(qiáng)的抵抗力。
晶間腐蝕：極低的碳含量使其即使在焊接或敏化溫度區(qū)間（450～850℃）短時(shí)暴露后，也能有效抵抗碳化鉻析出導(dǎo)致的晶間腐蝕。
應(yīng)力腐蝕開裂：高鎳含量使其比標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼（如304L、316L）具有高得多的抗氯化物應(yīng)力腐蝕開裂能力。
六、熱處理
904L必須進(jìn)行固溶熱處理以達(dá)到最佳的耐腐蝕性能。
固溶處理：加熱至1100～1170℃，然后快速水淬。目的是使所有合金元素充分固溶于奧氏體基體中，獲得均勻的單相組織，并溶解可能在加工過程中形成的任何碳化物或金屬間相。
注意事項(xiàng)： 應(yīng)避免在540～930℃區(qū)間長時(shí)間停留，以防止有害相（如σ相）的析出，導(dǎo)致韌性和耐腐蝕性下降。
七、應(yīng)用
904L是4%鉬合金中最常見的一種，是為升級(jí)316L 和 alloy 20開發(fā)，同時(shí)價(jià)格低于Alloy C276。
應(yīng)用行業(yè)：化工；石油和天然氣；制藥；發(fā)電；海洋工程；食品加工等。
緊固件：可用于制造螺栓、螺釘、螺母、螺柱、通氣產(chǎn)品、墊圈、銷和鍵、管配件。
八、近似牌號(hào)對(duì)照與接近匹配牌號(hào)
近似牌號(hào)對(duì)照：是各個(gè)國家或組織標(biāo)準(zhǔn)中的近似材料的不同名稱和鋼號(hào)對(duì)照表，通常情況下，這些牌號(hào)可進(jìn)行替代，但應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)合進(jìn)行甄別。
國家或組織 | 牌號(hào)和數(shù)字代號(hào) |
GB | 015Cr21Ni26Mo5Cu2 / S31782 |
JIS | SUS 890L |
ASTM/AISI | 90L / UNS N08904 |
ISO | X1NiCrMoCu25-20-5 |
NF EN/NF | Z2NCDU25-20 |
EN | X1NiCrMoCu25-20-5 / 1.4539 |
SS | 2562 |
BS EN / BS | 904S13 |
接近匹配牌號(hào)：是對(duì)近似牌號(hào)對(duì)照的補(bǔ)充，有條件的擴(kuò)大了材料替代范圍，使用這些數(shù)據(jù)資料時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行甄別或咨詢材料工程師。
標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) | 牌號(hào)和數(shù)字代號(hào) |
ASME SA-240/SA-240M-2023 | N08904, 904L |
ASTM A240/A240M-2020 | 904L, N08904 |
EN 10028-7-2016 | X1NiCrMoCu25-20-5, 1.4539 |
EN 10088-2-2024 | X1NiCrMoCu25-20-5, 1.4539 |
ISO 9328-7-2018 | X1NiCrMoCu25-20-5 |
JIS G 4304-2021 | SUS 890L |
JIS G 4305-2021 | SUS 890L |
九、904L 收錄的標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) | 標(biāo)準(zhǔn)名稱 |
ASTM A959 | 鍛造不銹鋼統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)成份的指南 |
ASTM A276 | 不銹鋼棒材和型材 |
ASTM A240/A240M | 用于制造壓力容器和一般用途的鉻和鉻鎳不銹鋼鋼板，薄板，鋼帶技術(shù)規(guī)范 |
ASTM A479/A479M | 鍋爐和其他壓力容器用不銹鋼棒和型材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 |
ASTM A403/A403M | 可鍛奧氏體不銹鋼管件 |
ASME SA-240/SA-240M | 承壓用鉻及鉻-鎳不銹鋼板、薄板和帶材 |
SAE J405 | SAE鍛造不銹鋼的化學(xué)成分 |
Q/RP 007 | 不銹鋼盤條 |
以及與904L近似牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn) | |
十、材料供應(yīng)商列表（部分顯示，排名不分先后）
公司名稱 | 聯(lián)系方式 |
| 公司名稱 | 聯(lián)系方式 |
18913797789/0512-53727566 |
| 13818300616/18601636665 | ||
15821295628/021-67898583 |
| 13736737222 | ||
15358948669/0510-85308871 |
| 15386611087/17780160614 | ||
15312290778 |
| 15365244995 | ||
18016339698/021-57620528 |
| 17365312205 | ||
13818382568 |
| 18616886059/021-33552688 | ||
18968330699/18606622250 |
| 17740809676 | ||
18961861656/15371099389 |
| 13661845828/13321919596 | ||
13771026304/13585018278 |
| 15001799713/13916365331 | ||
15150499129 |
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